申請日2013.09.30

　　公開(公告)日2013.12.25

　　IPC分類號C01C1/10; C02F9/10

　　摘要

　　本發(fā)明涉及一種高濃度酚氨污水處理方法，該方法先用單塔注堿加壓汽提脫酸脫氨，再以乙酸丁酯作為萃取劑進行萃取脫酚，使用溶劑回收塔和溶劑汽提塔回收萃取相中的萃取劑并在塔底得到粗酚產(chǎn)品。該方法利用乙酸丁酯價格便宜，與水的共沸點較高，溶解度低，在整個生產(chǎn)過程中損失量較小，回收過程中能耗較低等特點，能夠大幅度提高酚的脫出率或減少萃取段的操作費用。

　　權(quán)利要求書

　　1.一種高濃度酚氨污水處理方法，其特征在于：它的工藝方法步驟是：

　　a.單塔注堿加壓汽提脫酸脫氨：將含有高濃度酚氨污水經(jīng)與側(cè)線抽出氣換熱至130℃-160℃后，作為熱進料進入污水汽提塔填料段下第一層塔盤;取溶劑汽提塔出水作為冷進料進入污水汽提塔塔頂?shù)奶盍隙紊喜浚�塔頂壓�?.3-0.7MPa，溫度45-85℃;所述熱進料與冷進料重量比為1:0.3-1.1，冷進料吸收氨氣與揮發(fā)酚之后與熱進料會合，再與塔釜上升的蒸汽進行熱交換，將氨氣、二氧化碳和硫化氫汽提出來;在側(cè)線抽出位置以下2-16塊塔板處將質(zhì)量百分濃度為15%-65%的燒堿水溶液加壓后注入汽提塔塔內(nèi)，將固定氨轉(zhuǎn)化為游離氨脫除;從單塔側(cè)線采出混合氣經(jīng)三級分凝得高濃度氨氣，凝液由冷進料管道回用于污水汽提塔;塔底壓力0.40-0.75MPa，溫度130-180℃，從塔底采出釜液pH值6.0-7.5;三級分凝中，一級分凝器的操作壓力為0.55-0.6MPa，操作溫度為125-155℃，二級分凝器的操作壓力為0.45-0.5MPa，操作溫度為115-125℃，三級分凝器的操作壓力為0.36-0.39MPa，操作溫度為40-60℃;

　　b.采用乙酸丁酯萃取脫酚：將步驟(1)采出的釜液經(jīng)冷卻至25-70℃后送入以乙酸丁酯為萃取劑的萃取塔上部進行逆流萃取，萃取pH=3.0-8.0，萃取的級數(shù)為5-12級，乙酸丁酯與污水的體積比為1:12-1:30;

　　c.回收乙酸丁酯并得產(chǎn)品粗酚：經(jīng)步驟b中萃取塔上部采出的萃取相送至溶劑回收塔進行精餾，控制塔頂壓力為0.01-0.09MPa，塔頂溫度為35-110℃，塔底壓力為0.01-0.09Mpa，塔底溫度為150-190℃，回流比0.3-0.7;從塔頂采出乙酸丁酯進入溶劑罐繼而循環(huán)利用，從塔底采得產(chǎn)品粗酚;

　　d.水塔分離：步驟b中萃取塔下部采出的萃余相送至水塔，控制塔頂壓力為0.055-0.095MPa，塔頂溫度為65-105℃，塔釜壓力為0.215-0.255MPa，塔釜溫度為135-165℃，塔頂采出乙酸丁酯與水的共沸物冷卻后進入油水分離器，油水分離器上層乙酸丁酯進入溶劑罐以循環(huán)利用，下層水回塔頂作為冷回流;塔釜液，部分用于步驟a中冷進料，其他部分送后續(xù)生化處理。

　　2.如權(quán)利要求1所述的高濃度酚氨污水處理方法，其特征在于：所述步驟a中，熱進料溫度為160℃ ，汽提塔塔頂壓力為0.7MPa，塔頂溫度為85℃;所述熱進料與冷進料重量比為1:1.1，燒堿水溶液質(zhì)量百分濃度為65%，塔底壓力為0.40-0.75MPa，溫度130-180℃，從塔底采出釜液pH值7.0;三級分凝中，一級分凝器的操作壓力為0.55MPa，操作溫度為155℃，二級分凝器的操作壓力為0.5MPa，操作溫度為125℃，三級分凝器的操作壓力為0.39MPa，操作溫度為60℃;

　　所述步驟b中，將步驟a采出的釜液經(jīng)冷卻至70℃后送入以乙酸丁酯為萃取劑的萃取塔上部進行逆流萃取，萃取pH=5.5，萃取的級數(shù)為8級，乙酸丁酯與污水的體積比為1:15;

　　所述步驟c中，塔頂壓力為0.09MPa，塔頂溫度為35℃，塔底壓力為0.09MPa，塔底溫度為190℃，回流比0.7;

　　所述步驟d中，0.09MPa，塔頂溫度為75℃，塔釜壓力為0.25MPa，塔釜溫度為165℃。

　　3.如權(quán)利要求1所述的高濃度酚氨污水處理方法，其特征在于：所述步驟b中萃取塔為填料塔或板式塔或填料塔與板式塔相結(jié)合的混合結(jié)構(gòu)塔。

　　說明書

　　高濃度酚氨污水處理方法

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本發(fā)明屬于高濃度酚氨污水處理工藝技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種注堿加壓汽提、同時脫酸脫氨及以乙酸丁酯為萃取劑的高濃度酚氨污水處理方法。

　　技術(shù)背景

　　我國是個煤炭大國，隨著石油資源的日益短缺，對煤資源的利用逐漸擴大化。以煤為原料經(jīng)過化學加工的煤化工行業(yè)中，必然會使煤轉(zhuǎn)化為氣體、液體和固體燃料及化學品的過程中會產(chǎn)生一定的污水。特別是在煤的高溫干餾、低溫干餾、氣化、液化、煤制化學品等加工過程中出現(xiàn)的廢水為焦化廢水、氣化廢水、液化廢水，其中主要以高濃度煤氣洗滌廢水為主。該廢水的特點是水質(zhì)很復雜，含有大量的酚類、多環(huán)芳香族化合物及含氮、氧、硫的雜環(huán)化合物等有毒、有害物質(zhì)。煤化工廢水是目前國內(nèi)外最難處理的工業(yè)廢水之一，其總酚濃度為5000mg/L-25000mg/L、氨氮濃度為2000mg/L-7000mg/L。面對環(huán)保壓力的日益增大及當前水資源日益短缺的現(xiàn)狀，必須進行處理，在處理中應考慮酚的回收利用;對含酚濃度較低、無回收價值的廢水或經(jīng)回收處理后仍留有殘余酚的廢水，必須進行無害化處理，做到達標排放或回用，這樣，在避免環(huán)境污染的同時實現(xiàn)回用，以實現(xiàn)經(jīng)濟效益與環(huán)境效益的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。

　　目前，煤化工廢水的治理工藝主要由物化和生化工藝組合而成。由于煤化工廢水的初始酚類化合物和氨氮濃度較高，不適于直接進行生化處理，而單純地用物理或化學方法難以達到排放標準，需要對不同的處理方法進行綜合考慮。先對高濃度酚氨廢水進行預處理，降低水中的酚氨含量，再進一步通過生化處理，使水達到排放或回用標準。但是，目前還沒有一種成熟可靠、操作穩(wěn)定的方法來解決上述問題，致使大量的煤化工廢水仍處于超標排放的狀態(tài)，所以技術(shù)革新迫在眉睫。

　　申請?zhí)枺?00910036541.9 的中國專利公開了一種處理含酚氨煤氣化廢水的方法，包括單塔注堿加壓汽提脫除酸性氣體和氨、側(cè)線抽出氣三級分凝、二異丙醚萃取酚及溶劑回收過程。煤氣化廢水按比例分冷、熱兩股進料從污水汽提塔上部和中上部進入加壓單塔,塔頂出酸性氣,側(cè)線采出混合氣經(jīng)三級分凝得高濃度氨氣,側(cè)線以下位置注堿將固定氨轉(zhuǎn)化為游離氨以除去。脫除氨和酸性氣的釜液與二異丙醚逆流萃取脫酚,通過溶劑回收塔和溶劑汽提塔回收萃取溶劑,并得到副產(chǎn)物粗酚。上述方法實現(xiàn)煤氣化廢水在污水汽提單塔中同時脫除酸性氣、游離氨和固定氨的過程，獲得高濃度氨氣，塔釜凈化水中二氧化碳、硫化氫、游離氨和固定氨含量極低，為含酚氨煤氣化廢水的處理提出了寶貴的經(jīng)驗，但是萃取劑使用過程中成本較高，回收率低且能耗高，制約著技術(shù)推廣，但是萃取劑的選擇和使用是業(yè)內(nèi)人士最為關(guān)心的，萃取劑效果好壞和成本高低以及其使用后回收和副作用都會對整個污水處理的過程產(chǎn)生巨大的影響，相應的處理效益也將大打折扣。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　本發(fā)明的目的在于解決上述問題，提供一種單塔汽提脫酸脫氨并萃取降低酚含量的高濃度酚氨污水處理方法，特別是應用于污水中含大量煤焦化污水、煤氣化污水、煤提質(zhì)污水的方面，該方法可以有效脫除污水中的酚、氨類，溶劑回收容易、損失小，脫酚效果顯著。

　　為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種高濃度酚氨污水處理方法，包括如下步驟：

　　a.單塔注堿加壓汽提脫酸脫氨：將含有高濃度酚氨污水經(jīng)與側(cè)線抽出氣換熱至130℃-160℃后，作為熱進料進入污水汽提塔填料段下第一層塔盤;取溶劑汽提塔出水作為冷進料進入污水汽提塔塔頂?shù)奶盍隙紊喜�，塔頂壓�?.3-0.7MPa，溫度45-85℃;所述熱進料與冷進料重量比為1:0.3-1.1，冷進料吸收氨氣與揮發(fā)酚之后與熱進料會合，再與塔釜上升的蒸汽進行熱交換，將氨氣、二氧化碳和硫化氫汽提出來;在側(cè)線抽出位置以下2-16塊塔板處將質(zhì)量百分濃度為15%-65%的燒堿水溶液加壓后注入汽提塔塔內(nèi)，將固定氨轉(zhuǎn)化為游離氨脫除;從單塔側(cè)線采出混合氣經(jīng)三級分凝得高濃度氨氣，凝液由冷進料管道回用于污水汽提塔;塔底壓力0.40-0.75MPa，溫度130-180℃，從塔底采出釜液pH值6.0-7.5;三級分凝中，一級分凝器的操作壓力為0.55-0.6MPa，操作溫度為125-155℃，二級分凝器的操作壓力為0.45-0.5MPa，操作溫度為115-125℃，三級分凝器的操作壓力為0.36-0.39MPa，操作溫度為40-60℃;

　　b.采用乙酸丁酯萃取脫酚：將步驟(1)采出的釜液經(jīng)冷卻至25-70℃后送入以乙酸丁酯為萃取劑的萃取塔上部進行逆流萃取，萃取pH=3.0-8.0，萃取的級數(shù)為5-12級，乙酸丁酯與污水的體積比為1:12-1:30;

　　c.回收乙酸丁酯并得產(chǎn)品粗酚：經(jīng)步驟b中萃取塔上部采出的萃取相送至溶劑回收塔進行精餾，控制塔頂壓力為0.01-0.09MPa，塔頂溫度為35-110℃，塔底壓力為0.01-0.09Mpa，塔底溫度為150-190℃，回流比0.3-0.7;從塔頂采出乙酸丁酯進入溶劑罐繼而循環(huán)利用，從塔底采得產(chǎn)品粗酚;

　　d.水塔分離：步驟b中萃取塔下部采出的萃余相送至水塔，控制塔頂壓力為0.055-0.095MPa，塔頂溫度為65-105℃，塔釜壓力為0.215-0.255MPa，塔釜溫度為135-165℃，塔頂采出乙酸丁酯與水的共沸物冷卻后進入油水分離器，油水分離器上層乙酸丁酯進入溶劑罐以循環(huán)利用，下層水回塔頂作為冷回流;塔釜液，部分用于步驟a中冷進料，其他部分送后續(xù)生化處理。

　　進一步的，所述步驟a中，熱進料溫度為160℃ ，汽提塔塔頂壓力為0.7MPa，塔頂溫度為85℃;所述熱進料與冷進料重量比為1:1.1，燒堿水溶液質(zhì)量百分濃度為65%，塔底壓力為0.40-0.75MPa，溫度130-180℃，從塔底采出釜液pH值7.0;三級分凝中，一級分凝器的操作壓力為0.55MPa，操作溫度為155℃，二級分凝器的操作壓力為0.5MPa，操作溫度為125℃，三級分凝器的操作壓力為0.39MPa，操作溫度為60℃;

　　所述步驟b中，將步驟a采出的釜液經(jīng)冷卻至70℃后送入以乙酸丁酯為萃取劑的萃取塔上部進行逆流萃取，萃取pH=5.5，萃取的級數(shù)為8級，乙酸丁酯與污水的體積比為1:15;

　　所述步驟c中，塔頂壓力為0.09MPa，塔頂溫度為35℃，塔底壓力為0.09MPa，塔底溫度為190℃，回流比0.7;

　　所述步驟d中，0.09MPa，塔頂溫度為75℃，塔釜壓力為0.25MPa，塔釜溫度為165℃。

　　進一步的，所述步驟b中萃取塔為填料塔或板式塔或填料塔與板式塔相結(jié)合的混合結(jié)構(gòu)塔。

　　本發(fā)明的高濃度酚氨污水處理方法與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點：

　　(1)本發(fā)明將萃余相回收溶劑后的水作為脫酸、脫氨的冷進料，對脫酸脫氨塔上部酸性氣體中的酚、氨進行吸收，與現(xiàn)有技術(shù)相比大幅度提高了酸性氣體、酚、氨的脫除效率和廢水處理質(zhì)量;

　　(2)本發(fā)明采用乙酸丁酯作為酚回收的萃取劑，具有市場價格低、無毒性等優(yōu)勢，且乙酸丁酯與水的共沸點較高，溶解度低，在整個生產(chǎn)過程中損失量較小，回收過程中能耗較低;

　　(3)本發(fā)明將脫酸和脫氨在一個塔里實現(xiàn)，即耦合脫酸塔和脫氨塔為一個單塔，減少設(shè)備投資和運行費用;

　　(4)汽提塔采用加壓塔，有效地抑制煤氣化廢水水質(zhì)體系發(fā)泡問題，防止塔液泛，保證設(shè)備的長期穩(wěn)定運行;

　　(5)本發(fā)明可大幅度提高酚的脫出率或減少萃取段的操作費用。